1、本科毕业设计题 目 基于 PWM 的智能多功能台灯设计姓 名 韦 洋 专 业 自 动 化 学 号 201042004 指导老师 曹 卫 锋 郑州科技学院电气工程学院二一四年五月郑州科技学院毕业设计（论文）任务书题目 基于 PWM 的智能多功能台灯设计 专业 自动化 学号 201042004 姓名 韦洋 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：（1）功能要求：台灯能够自动调整光强亮度，检测环境温度，显示日历等。（2）硬件要求：整个系统的硬件部分包括单片机，键盘、显示和信号输出等。上述内容为基本要求，可按照自己的理解增加功能使之更完善。基本要求：（1）明确毕业设计任务，复习与查阅有关资料。（
2、2）对设计进行简要说明，总体设计方案，设计电路，使用计算机绘图，画出详细的电路接线图，列出元器件清单。电路图要求工整、清楚、正确，并标明管脚。（3）软件编程必须有流程图，程序必须加注释，各程序段的开始要注明该段功能和作用。（4）要求使用 A4 打印稿，不少于 2 万字。格式遵照学校规定。 主要参考资料：（1）周航慈.单片机应用程序设计技术M.北京航空航天大学出版社（2）中国期刊全文数据库。（3） “电子技术应用” 、 “电子设计应用” 、 “单片机与嵌入式系统应用”等期刊。（4）张毅刚.MCS-51 单片机应用设计M.哈尔滨工业大学出版社（5）http:/ 成 期 限： 指 导 教 师 签 名
3、 ： 专业负责人签名： 年 月 日郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告课题名称 基于 PWM 的智能多功能台灯设计课题来源 教师拟定 课题类型 AX 指导教师 曹卫峰学生姓名 韦 洋 学 号 201042004 专 业 自动化开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。 ）1. 调研资料的准备毕业设计是对我们在大学所学知识的一次系统而全面的总结，要求有一定的深度和广度，只有这样才能把所学知识融会贯通，将知识转化为能力。为了为我们的老师、家长和我们自己画下一个完美的句号，调研资料准备如下：（1） 在图书馆查阅
4、与单片机、传感器、PWM 脉宽调制相关电路等有关的文字书籍；（2） 通过互连网查阅所使用芯片相关的电子资料，以及国内外相关技术；（3） 通过老师的指导与解惑，对设计内容有基本的了解，确定所使用的单片机类型和芯片型号，掌握各种硬件原理。避免设计误区，争取高效率。2. 设计的目的与要求目的：利用单片机微控系统和各个集成电子模块设计出一款能够调节台灯亮度，能够显示时间，万年历，能够检测室内温度，拥有闹钟功能，有硬件设计图和软件设计流程图。要求：（1）设计显示模块以及恒流驱动模块，时钟模块，按键系统，蜂鸣系统，温度检测等硬件电路；（2）设计 PWM 调光系统能够对 LED 进行调节。（3）对设计的电路
5、进行分析。（4）设计软件程序流程图及软件主控制程序。（5）设计调试程序与硬件电路相匹配完成智能控制。3. 设计思路为了达到设计的目的，经过反复查阅资料，设计出电路原理，熟悉为实现其功能所需要的各种元器件，集成模块，软件设计，软硬件结合。（1）选用 STC51 单片机利用 PWM 脉宽调制原理通过程序改变脉宽参数用单片机来控制每个周期内高低电平数从而实现电压的调节，改变台灯的亮度。（2）时钟系统时钟系统采用高性能的 DS1302 时钟芯片，该芯片功能丰富，使用简单，是一款高精度实时时钟芯片；其可以自动产生、年、月、日、时、分、秒等时间信息。显示系统选用 1602 字符型液晶显示模块。（3）温度检
6、测系统温度检测系统选用数字温度传感器 DS18B20。该传感器集成度高功耗小高性能。可直接将温度转为串行数字信号。（4）蜂鸣系统蜂鸣系统用于产生闹钟报警及按键提示音，由单片机及三极管的通断实现对蜂鸣器声音控制。（5）供电系统LED 灯采用恒流驱动芯片 PT4115，单片机采用 5V 直流电源来进行供电，其他模块采用直流电源供电。（6）软件程序设计熟悉并掌握 C 语言程序设计的方法和思路，能够熟练掌握单片机仿真软件 proteus 的使用和仿真。4. 设计的预期成果：完成论文，制作出实物。5. 任务完成的阶段内容及时间安排（1） 第 1 周第 2 周：图书馆和网上查找资料，消化资料；（2） 第
7、3 周第 5 周：制作外围硬件电路；（3） 第 6 周第 10 周：完成各个模块对硬件以及程序的调试工作，使系统正常运行；（4） 第 11 周第 12 周：完成论文。6. 完成设计（论文）所具备的条件因素如期完成本次设计具备以下条件因素，可以在图书馆查阅与单片机，PWM调光的相关书籍、杂志和期刊，在图书馆的电子资源网络上搜索相关资料，学习仿真软件的使用方法和技巧，具有调试硬件电路以及软件的仪器与设备，积极听取老师的指导与意见。注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（ 1） A工 程 设 计 ； B技 术 开 发 ； C软 件 工 程 ； D理 论 研 究
8、； E调 研 报 告（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题；要求（1） 、 （2）均要填，如 AY，BY 等。目 录中文 摘要 .I英文摘要 .II前 言 .IV1 设计的总体要求及方案选择 .11.1 调光技术的选择 .11.2 主要集成芯片的选择 .22 硬件系统电路设计 .42.1 整体电路系统模块 .42.2 单片机主控系统 .42.3 恒流驱动系统 .52.4 时钟系统 .72.5 液晶显示系统 .82.6 温度检测系统 .102.7 蜂鸣系统 .122.8 按键系统 .122.9 电源系统 .133 系统软件设计 .143.1 系统主程序 .143.2 按键检测和处理程序 .15
9、3.3 外部中断程序 .163.4 定时器中断程序 .163.5 C 语言程序编写和 ISP 软件程序下载 .174 软件的调试和仿真 .195 硬件的组装与调试 .205.1 元器件的选择与测量 .205.2 电子元器件的焊接与组装 .205.3 电子电路的调试 .215.3.1 调试方法 .215.3.2 调试步骤 .21总 结 .24致 谢 .26参考文献 .27附录 1 电路实物图 .28附录 2 电路原理总图 .29附录 3 电路程序清单 .30附录 4 元器件清单 .58基于 PWM 的智能多功能台灯设计基于 PWM 的智能多功能台灯设计摘 要随着电子技术的日益发展，人们生活中的照
10、明工具也在发生着巨大的变化。普通电灯，白炽灯，LED 灯，这也反映了人类社会的进步，科技的发展。目前的家居逐步朝着多功能化智能化的方向发展 12。随着环境问问题的恶化，能源的减少。节能绿色环保的台灯，逐步走进了人们的生活。以前的台灯用途单一，而现在的人们需要一种多功能智能化的台灯。因此利用所学知识设计一种多功能绿色环保的台灯是一种很好的方向。本文介绍了一种基于 PWM 调光的智能台灯设计。把单片机技术和 PWM调光技术结合起来实现台灯光强的调节。利用软件来改变占空比从而来改变电压的大小实现调光。利用 DS1302 时钟芯片和单片机结合来产生时间日历。利用 DS18B20 温度检测芯片来检测环境
11、温度。用 1602 字符型液晶显示芯片来显示时间，日历，星期，温度，以及台灯的光强等级。利用蜂鸣器和时钟芯片产生定时闹钟。从而使台灯拥有多项功能。文章对总体设计思想进行了论述，分析了系统主要功能并以系统硬件设计框图的形式体现，进行了方案选择与方案论证。完成了硬件电路的设计，描述了各模块电路的组成，其中包括单片机最小系统、液晶显示电路、时钟电路、蜂鸣器电路，温度检测电路，照明电路等，分析了电路中所用芯片的主要功能及各部分电路的工作原理。本设计通过对各模块的硬件和软件的设计，基本能够达到设计要求，满足人们日常对台灯的功能使用。关键词：台灯；多功能；单片机；PWM 调光 基于 PWM 的智能多功能台
12、灯设计ITHE DESIGN OF SMART MULTIFUNCTIONAL TABLE LAMP BASED ON PWMAbstractWith the development of electronic technology, people living in the lighting tool is also undergoing tremendous changes . Ordinary lamp , incandescent , LED lights. It also reflects the progress and development of human society a
13、nd technology. The current domestic industry gradually towards multi-functional intelligent direction . With the deterioration of the environment to ask questions , the energy reduction . Green energy-saving lamp , getting into peoples lives . Previous use of a single lamp , and now people need a ve
14、rsatile intelligent lamp. So take advantage of the knowledge to design a multi-purpose green lamp is a good direction.This paper describes the design of a lamp -based intelligent PWM dimming . The microcontroller technology and PWM dimming technology combine to achieve a strong regulator station lig
15、hts . Make use of software to change the duty cycle and thus to change the size of the voltage dimming . Using DS1302 clock chip and single-chip combination to generate time calendar. Using DS18B20 temperature detection chip to detect the ambient temperature. Character LCD with a 1602 chip to displa
16、y the time , calendar , week, temperature, and light intensity lamp level .Make use of the buzzer and the alarm clock chip to generate timing . So that the lamp has a number of functions.Articles on the overall design ideas were discussed, analyzed the main functions of the system and the system har
17、dware design embodied in block diagram form , carried out a program of selection and demonstration program . Completed the hardware design , describes the composition of each module of the circuit, including the smallest single-chip systems, liquid crystal display circuit , clock circuit , buzzer circuit, the temperature detection circuit , lighting circuits , analysis of the main functions of the chip used in the circuit works each part of the circuit.The design of the hardware and software through the design of each module ,
